Критические уровни ключевых характеристик структуры и свойств

Допустимый уровень изменений в структуре устанавливается путем предварительного совместного изучения структурных и качественных характеристик материала оптимальной структуры и их сопоставления между собой. Появление микро- и макротрещин, увеличение пористости или ее резкое снижение, отслаивание контактной зоны, шелушение или выкрашивание, дислокационные нарушения в структуре и текстуре и другие дефекты являются существенными признаками внутренних структурных и качественных изменений, возникших в материале под влиянием эксплуатационных факторов. С их появлением возникает необходимость тщательного наблюдения за дальнейшим состоянием конструкций с принятием мер к своевременному их ремонту.

Среди типичных эксплуатационных факторов, оказывающих, как правило, негативное влияние на состояние строительных конструкций и материалов, можно выделить механические – воздействие внешних нагрузок различной величины и интенсивности статического и динамического характера, а также собственного веса материала и конструкций; температурные – воздействия устойчивой температуры и ее колебаний в конструкциях зданий и сооружений; воздушную и газовую среду с содержанием в ней углекислого газа, пара, пыли и других примесей; водную среду с широкими пределами и ее агрессивности; кислоты, щелочи, солевые растворы разных концентраций и другие жидкие среды, например растительные масла, нефтепродукты и т. п., которые имеют различную степень агрессивности по отношению к материалу; климатические, к которым, кроме упомянутых выше факторов, относятся также солнечная радиация, ветер, влажность воздуха; воздействие некоторых других возможных физических факторов – электрического поля и тока, излучения, магнитного поля и т. п. Кроме того, нередко учувствуют спонтанные негативные явления в материале.

Большую разрушительную активность по отношению к строительным материалам и конструкциям проявляют животные и растительные микроорганизмы и их производные – органогенные агрессивные среды. Академик В. И. Вернадский утверждал, что на земной поверхности не имеется химической среды более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим разрушающим последствиям, чем растительные и животные микро- и макроорганизмы. До 15…20% от всего ущерба, который имеется от коррозии, вызывается микроорганизмами. В этих средах целесообразно оценивать предельное состояние ИСК в конструкциях ключевым показателем химической стойкости, например по привесу новообразований в агрессивной среде, изменению водородного показателя рН во времени и др.

В реальных условиях на конструкцию и ее материал обычно воздействует комплекс из двух или большего количества эксплуатационных факторов. Получаемый эффект при воздействии такого комплекса значительно сложнее, чем от каждого фактора в отдельности или даже от их суммирования. Совместное воздействие активных сред и механических напряжений приводит к интенсификации деструкции и, в частности, коррозионных процессов. Под влиянием деструкции от их совместного воздействия прочность, например, снижается в больших размерах, чем суммарное уменьшение ее под влиянием внешней нагрузки, или минерализованных вод и циклического замораживания. То же – при совмещении воздействия агрессивной среды с попеременным замораживанием и оттаиванием. Следует отметить, что различного вида природными и производственными агрессивными средами повреждается от 15 до 74% всех строительных конструкций зданий и сооружений.